apd光电二极管综合实验

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1、APD光电二极管实验仪实验指导书APD光电二极管综合实验仪GCAPD-B实验指导书(V1.0)武汉光驰科技有限公司WUHANGUANGCHITECHNOLOGYCO.,LTD-2-APD光电二极管实验仪实验指导书目录第一章APD光电二极管综合实验仪说明-3-1、电子电路部分结构分布-3-2、光通路组件-4-第二章APD光电二极管特性测试-5-1、APD光电二极管暗电流测试-7-2、APD光电二极管光电流测试-8-3、APD光电二极管伏安特性-8-4、APD光电二极管雪崩电压测试-9-5、APD光电二极管光照特性-9-6、APD光电二极管时间响应特性测试-10-7、APD光

2、电二极管光谱特性测试-10--2-APD光电二极管实验仪实验指导书第一章APD光电二极管综合实验仪说明一、产品介绍雪崩光电二极管的特点是高速响应性和放大功能。雪崩光电二极管(APD)的基片材料可采用硅和锗等材料。其结构是在n型基片上制作p层，然后在配置上p+层。一般上部的电极制作成环状，这是考虑到能获得稳定的“雪崩”效应。外来的光线通过薄的p+层，然后被p层吸收，从而产生了电子和空穴。由于在p层上存在着105V/cm的电场，因此位于价带的电子被冲击离子化后，产生雪崩倍增效应，电子和空穴不断产生。这种元件可以用作0.8m范围的光纤通信的受光装置和光磁盘的受光期间还，能够有效

3、地处理微弱光线的问题，当量子效率为68%以上时，可得到大于300MHz的高速响应。工作电压小于180V时，则暗电流仅为0.3nA。采用锗的APD所使用的波长范围接近于1m,由于它专用于光纤通信，所以其响应速度高达600MHz以上，偏压30V以下时，可获得高于55%的量子效率。暗电流很大，为0.5uA左右。GCAPD-B型APD雪崩光电二极管综合实验仪主要研究APD光电二极管的基本特性，如光电流、暗电流、光照特性、光谱特性、伏安特性及时间相应特性等，以及这种光敏器件与其它光电器件的应用差别。二、实验仪说明1、电子电路部分结构分布电子电路部分功能说明（1）电压表：独立电压表，

4、可切换三档，200mV，2V，20V，通过拨段开关进行调节，白色所指示的位置即为所对应的档位。“+”“-”分别对应电压表的“正”“负”输入极。（2）电流表：独立电流表，可切换四档，200uA，2mA，20mA，200mA通过拨段开关进行调节，白色所指示的位置即为所对应的档位。“+”“-”分别对应电压表的“正”“负”输入极。（3）照度计电源：红色为照度计电源正极，黑色为照度计电源负极。（４）直流电源：0～200V可调，“0～200V”为直流电源的正极，另一端为负极。（５）信号测试单元：TP1：与T1直接相连TP2：与T2直接相连TP：光脉冲调制信号测试端注：信号测试单元的G

5、ND与直流电源0～200V不共地。-11-APD光电二极管实验仪实验指导书2、光通路组件图1光电二三极管光通路组件功能说明：分光镜：50%透过50%反射镜，将平行光一半给照度计探头，一半给等测光器件，实验测试方便简单，照度计可实时检测出等测器件所接收的光照度。光器件输出端：红色——APD光电二极管“P”极黑色——APD光电二极管“N”极-11-APD光电二极管实验仪实验指导书第二章APD光电二极管特性测试一、实验目的1、学习掌握APD光电二极管的工作原理2、学习掌握APD光电二极管的基本特性3、掌握APD光电二极管特性测试方法4、了解APD光电二极管的基本应用二、实验内容

6、1、APD光电二极管暗电流测试实验2、APD光电二极管光电流测试实验3、APD光电二极管伏安特性测试实验4、APD光电二极管雪崩电压测试实验5、APD光电二极管光电特性测试实验6、APD光电二极管时间响应特性测试实验7、APD光电二极管光谱特性测试实验三、实验仪器1、光电探测综合实验仪1个2、光通路组件1套3、光照度计1台4、光敏电阻及封装组件1套5、2#迭插头对（红色，50cm）10根6、2#迭插头对（黑色，50cm）10根7、三相电源线1根8、实验指导书1本9、示波器1台四、实验原理雪崩光电二极管APD—AvalanchePhotodiode是具有内部增益的光检测器，

7、它可以用来检测微弱光信号并获得较大的输出光电流。雪崩光电二极管能够获得内部增益是基于碰撞电离效应。当PN结上加高的反向偏压时，耗尽层的电场很强，光生载流子经过时就会被电场加速，当电场强度足够高(约3x105V／cm)时，光生载流子获得很大的动能，它们在高速运动中与半导体晶格碰撞，使晶体中的原子电离，从而激发出新的电子一空穴对，这种现象称为碰撞电离。碰撞电离产生的电子一空穴对在强电场作用下同样又被加速，重复前一过程，这样多次碰撞电离的结果使载流子迅速增加，电流也迅速增大，这个物理过程称为雪崩倍增效应。图6-1为APD的一种结构。